模拟电子技术基础 信息科学与工程学院·基础电子教研室
内容回顾
内容回顾 单限比较器 UT +UZ -UZ +UZ -UZ UT
内容回顾 两种滞回比较器的比较 反相输入滞回比较器 同相输入滞回比较器 +UZ -UZ UT+ UT- +UZ -UZ UT- UT+
内容回顾 滞回电压比较器波形变换 UT+ UT- 注意:不是所有阈值电压和输入电压的交点都是输出跳变点。 +UZ -UZ
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补功率放大电路 9.3 功率放大电路的安全运行 9.4 集成功率放大电路 第九章 功率放大电路 9.1 功率放大电路概述 9.2 互补功率放大电路 9.3 功率放大电路的安全运行 9.4 集成功率放大电路
9.1 功率放大电路概述
注:输出功率为交流功率,PO=UOIO 9.1 功率放大电路概述 9.1.1 功率放大电路的特点 一、主要技术指标 最大输出功率Pom 9.1 功率放大电路概述 能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路,简称功放。 9.1.1 功率放大电路的特点 一、主要技术指标 最大输出功率Pom 输出功率 PO :功率放大电路提供给负载的信号功率。 注:输出功率为交流功率,PO=UOIO
最大输出功率:在电路参数确定的情况下负载上 可能获得的最大交流功率。POm=UOmIOm 2. 转换效率η 转换效率:功率放大电路的最大输出功率与电源所提供的直流功率之比。 直流电源电压和其输出电流平均值的乘积 二、功率放大电路中的晶体管 在功率放大电路中,为使输出功率尽可能大,要求晶体管工作在极限应用状态(ICM ; U(BR)CEO ; PCM)。
三、功率放大电路的分析方法 9.1.2 功率放大电路的几种电路形式 一、变压器耦合功率放大电路 不能采用小信号交流等效电路法,应采用图解法。电路中应采用适当方法改善输出波形,如引入交流负反馈。 9.1.2 功率放大电路的几种电路形式 一、变压器耦合功率放大电路
乙类推挽式功率放大电路 甲类: 乙类: 甲乙类: T1导通,提供正半波。 T2导通,提供负半波。 乙类推挽式功率放大电路 同种类型的管子交替导通 甲类: 乙类: 甲乙类:
二、无输出变压器的功率放大电路(OTL电路) 静态: 电容电压: 动态: T1导通,T2截止 T2导通,T1截止
三、无输出电容的功率放大电路(OCL电路) 静态: 动态: T1导通,T2截止 T2导通,T1截止
三、无输出电容的功率放大电路(OCL电路) OTL电路 互补式功率放大电路 不同类型的管子交替导通
9.2 OCL互补功率放大电路
9.2 OCL互补功率放大电路 一、电路组成 T1和T2均截止 输出电压波形产生交越失真。
ui t uo t 为了消除交越失真,应当设置合适的静态工作点,使两只晶体管工作在临界导通或微导通状态。
静态: 略大于T1管和T2管开启电压之和。两只管子均处于微导通状态。 通过调节R2使UE为0,即输出电压uO为0。 消除交越失真
二、工作原理 动态: D1、D2的动态电阻很小,R2的阻值也较小。 ui处在正半波:
二、工作原理 动态: D1、D2的动态电阻很小,R2的阻值也较小。 甲乙类工作状态 ui处在负半波:
三、OCL电路的输出功率和效率 输出电压最大幅值: 有效值: 最大输出功率:
若忽略UCES: 在忽略基极回路电流的情况下,电源提供的电流 ICM;ILM
电源在负载获得最大交流信号时所消耗的平均功率: 若忽略UCES:
四、 OCL电路中晶体管的选择 一、最大管压降 二、集电极最大电流
三、集电极最大功耗 四、参数选择:
9.3 OTL互补功率放大电路
9.3 OTL互补功率放大电路 静态: 一、电路组成 略大于T1管和T2管开启电压之和。两只管子均处于微导通状态。 通过调节R2使UE为VCC/2,即电容电压为VCC/2 。 消除交越失真
二、工作原理 动态: D1、D2的动态电阻很小,R2的阻值也较小。 ui处在正半波:
二、工作原理 动态: D1、D2的动态电阻很小,R2的阻值也较小。 甲乙类工作状态 ui处在负半波:
三、OTL电路的输出功率和效率 输出电压最大幅值: 有效值: 最大输出功率:
若忽略UCES: 在忽略基极回路电流的情况下,电源提供的电流 ICM;ILM
电源在负载获得最大交流信号时所消耗的平均功率: 若忽略UCES:
两种互补功率放大电路性能指标的比较: OCL电路 OTL电路
四、 OTL电路中晶体管的选择 一、最大管压降 二、集电极最大电流
三、集电极最大功耗 四、参数选择:
9.4 功率放大电路的安全运行
9.4 功率放大电路的安全运行 9.4.1 功放管的二次击穿
9.4.2 功放管的散热问题 经验表明,当散热器垂直或水平放置时,有利于通风,散热效果较好。散热器表面钝化涂黑,有利于热辐射。
例1 在如图所示电路中,已知VCC=15V,输入电压为正弦波,晶体管的饱和压降为3V,电压放大倍数约为1,负载电阻为4欧。(1)求解负载上可能获得的最大功率和效率; 解: (1) (2)
例2 在如图所示电路中,负载所需最大功率为16W,负载电阻为8欧。设晶体管饱和压降为2V,试问:(1)电源电压至少应取多少伏?(2)若电源电压取20V,则晶体管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗各为多少? 解: (1) (2)
下集预告 第十章直流电源
作业: P495 习题 9.2 9.3 题 第9章小结 基本要求: 掌握互补式功率放大电路的工作原理; 能计算互补功率放大电路的主要电路参数。 作业: P495 习题 9.2 9.3 题